JB/T 7625.2-1994 晶闸管模块测试方法 臂对和反并联臂对

K46中华人民共和圜机械行业标准JB/T76252-1994晶闸管模块测试方法臂对和反并联臂对1994-12-09发布199506-01实施中华人民共和国机械工业部发布中华人民共和国机械行业标准JB/T76252-1994晶闸管模块测试方法臂对和反并联臂对1主题内容与适用范围本标准规定了由反向阻断三极晶闸管(以下简称晶闸管)管芯组成的臂对和反并联臂对模块的洌试方法本标准适用于管芯平均电流为5A及5A以上晶闸管臂对和反并联臂对模块,由晶闸管组成的臂对和反并联臂对组件亦可参照使用2引用标准GB4024半导体器件反向阻断三极晶闸管的测试方法JB/T7625.1晶闸管模块测试方法通则3电特性测试31断态重复峰值电流(υaM)3.1.1目的在规定条件下,测量模块于断态重复峰值电压下的断态峰值电流(对反并联臂对模块而言,“断态”系指管芯的门极均处于开路)。31.2原理电路(见图1、图2)和要求可用峰值读数仪表代替示波器,峰值电流表应能显示断态重复电压达到峰值时的断态重复峰值电流。3.1.3测试条件;a,结温:25℃和最高结温T=;b.断态重复峰值电压(VpM);c.交流电压源频率:50Hz;d.门极偏置条件:应予规定,规定电源电压和电源电阻,或门极一阴极间的电阻,或门极断路。D本平图1断态重复峰值电流测试电路(臂对)机械工业部1994-12-09批准1995-06-01实施JB/T76252-19942E图2断态重复峰值电流测试电路(反并联臂对)D1、D2——提供正半周电压的二极管,使得只测量模块的断态特性;R1——限流保护电阻器R2—校准电流读数的无感电阻器;3.1.4测量程序3.1.4.1臂对调交流电压源,在示波器上测得管芯的断态重复峰值电压,然后在连接R2两端的示波器上测得管芯的断态重复峰值电流,每只管芯均测试,取其较大者为模块的断态重复峰值电流,3.1.4.2反并联臂对:a.调交流电压源G,使模块加上规定的断态重复峰值电压,在示波器或峰值读数电流表上显示的电流值,为断态重复峰值电流IεM;b.被测模块的交流接线端T1与T2互换后,同程序a,测量断态重复峰值电流IM;c.取两个测量值的较大值,定为模块的断态重复峰值电流l3.2反向重复峰值电流(IM)(仅用于臂对)32.1目的在规定条件下,测量模块于反向重复峰值电压下的反向峰值电流3.2.2原理电路(见图3)和要求RDyR2平图3反向重复峰值电流测试电路D1、D2提供负半周电压的二极管,使得只测量模块的反向特性R1限流保护电阻器;R2校准电流读数的无感电阻器可用峰值读数仪表代替示波器,峰值电流表应能显示反向重复电压达到峰值时的反向重复峰值电流。JB/T76252-19943.2.3测试条件a.结温:25℃和最高结温T=;b.反向重复峰值电压(VRRM);c.交流电压源频率:50Hz;d.门极偏置条件:应予规定,规定电压和电源电阻,或门极一阴极间的电阻,或门极断路3.2.4测量程序调交流电压源,在示波器上测得管芯的反向重复峰值电压,然后在连接R2两端的示波器上测得管芯的反向重复峰值电流,每只管芯均测试,取其较大者为模块的反向重复峰值电流33通态峰值电压(VM)3.3.1目的在规定条件下,用脉冲法测量模块的通态峰值电压3.3.2原理电路(见图4、图5)和要求E、,图4通态峰值电压测试电路(臂对)GIg图5通态峰值电压测试电路(反并联臂对)lg-门极触发电流;R1——保护电阻器;R2-校准电流读数的先感电阻器;脉冲电源G的脉冲宽度及其重复频率,应使得测量期间管芯内的发热可以忽略。脉冲持续时间应使模块内管芯完全开通,并防止超过管芯的di/dt额定值。可用峰值读数仪表代替示波器,峰值电压表应能显示通态电流达到峰值时的电压值测量通态峰值电压的测试点位置尽量靠近模块壳体。注:注意消除接触压降,电流、电压取样应为四点连接法。3.3.3测试条件:a.结温:出厂检验为25℃,型式检验为25℃和最高结温Thm1b:通态峰值电流,模块内单只品闸管管芯的额定通态平均电流值1Aw的κ倍(x可以取3):JB/T76252-1994c.门极腳发电路如有并接于门极一阴级间的电阻,则其值应予规定33↓测量程序3.3,4.1臂对琱脉冲电源的电压,由零逐渐增加,使流过被测模玦内管芯的通态电流整定到规定值,此时示波器或峰值电压表显示的电压值即为所测通态峰值电压,每只管芯均测试,取较大值为模块的通态峰值电压3.342反并联臂对s.触发管芯,并调蹂冲电源的电压,由零逐渐增加,使流过单只管芯的通态电流整定到规定值,此时示波器或峰值电压表显示的电压值即为通态峰值电压Vx;t.被测模块的交流接线端T:与T2互换后,同程序a,测量通态峰值电压V13;c·取两个测量值的较大值,定为模块的通态峰值电压ⅴ23.4通态伏安特性(Vv-In)3.4.1目的在规定条件下,用脉冲法测试模块通态峰值电压与通态峄值电流的关系,并作曲线3,42原理屯路和娶求符合3.3.2条3.4.3测试条件:R.结温:25℃和最高结温Tm;知通态峰值电流范围:零至模块内单只芯的额定通态平均电流值的4.5倍以上c.门极触发电路:符合3.3.3c3.44测量程序.由3.3.4.1或3.3.42确定的较大通态峰值电玉的管芯,用以测量模块的通态伏安特性b,被测糢块分别在25℃和T下’測岀该管芯的不同邐态峰值电流及对应的通态峰值电压;c.在同一算术坐标上,描出25℃及Tm下的两条通态伏安特性曲线,若测试电流范围比较大,可用单对数坐标措绘曲线。4热特性测试4.I热阻(Ra)测量热阻(或瞬态热阻抗)是基于用热敏参数作为等效结温的读数,通常把在小百分数额定电流下管芯的通态电压用来作为热敏参数。4.1.1目的测量模块内管芯的结到基准点之间的热阻4.1.2方法原理4.1,2.臂对模块对模块内串接二管芯施加两次耗散功率P:和P2,过调整冷却条件,使其在P和P2两次耗散功率下,两只串接管芯的热敏电压之和相同,测量模块基准点的温度T和T2,按公式(1)计算热阻(即模块热阻)。4.1,2、2反并联臂对模块詖测模块的管芯1(或管芯2)旌加两次耗散功率P1、P2l(或P;c2)、P2t),通过调整冷却条件,使管芯1(或管芯2)在P和P2两次耗散功率下达到桕同结温(用热敏电压检验),分别瀕量模块基准点的温度T、Ta(或T12)、Tx2)按公式(2)和(3)分别计算每只管态的热阻JB/T76252-1994R=言-Txg2R一“于,+卡卡亲,并中中+,古干模块热阻按公式(4)求出。R,.R()·R,甲,,,·(4)4.1.3原理电路(见图6、图7)和要求I?I 3W图6热阻测试电路(臂对)RIl1EI2R图7热阻测试电路(反并联臂对)I1—在结中产生耗散功率P的负载电流,直流电流或正弦半波电流均可I:——在负载电流周期性中断后的短时间间隙中,监视其结温的直流基准电流(热敏电流);I3维持通态的触发电流;W—指示I;在结中产生耗散功率的瓦特表S1—周期性中断负载电流L1的电子开关,若为正弦半波电流,可不接入;S—负载电流中断时应闭合的开关;V—零位法(衡消法)电压表若需要测试臂对模块内单只管芯的热阻,亦采用图6电路4.1.4注意事项:a.当管芯的负载电流L1向基准电流I2转换时,由于过剩电荷载流子产生瞬态电压,如果被测模块包含有铁磁材料,也要产生瞬态电压。因此开关S2在这些瞬态效应消失以前不应闭合。b.通常基准电流I2应选取足够大,以维持整个结面积导通。c.4.1.3条的负载电流I可以为零,即耗散功率P为零,则公式(1)、(2)和(3)中的基准点温JB/T76252-1994度T:等于施加功率P:时的等效结温4.1,5测试条件1产生的功率应使管芯的等效结温达到或接近Tm,通常通以单只管芯的额定通态平均电流;b.基准电流,其值应足够大,采用GB4024A31的推荐值;c,温度基准点的位置和热偶安装;应符合JB/T7625.1的5.1及5.2;测量热敏电压(2产生的)的时间:应在中断负载电流后05~1ms期间41.6测量程序4.1.6.I臂对模块、被测模块紧圊在可调温度的加热器具上,热偶固定于基准点;由加热縉具保持较高的温度,施加较小负载电流I1,在二管芯的结中产生耗散功率P1,达到热平铡后,调整零位法电压表为零平衡。记录基准点温度T1。ε.加热器具保持较低的温度,增大负载电流I1至功率P2,把结加热到和b相同的等效结温,此温度由零位法电压表V的零平衡指示。记录基准点温度T2d.按公式(1)计算模块热阻。41,6,2反并联臂对模块被测模块紧固在可调温度的加热器具上,热偶固定于基准点;b首先测量被测模块内管芯1的热阻Ray:加热器具保持较高的温度,施加较小的负载电流l1,在结中产生耗散功率P2a,达到热平衡后,调整零位法电压表为零平衡,记录基准点温度Ta,再使加热器具保持较低的温度,增大负载电流I1至功率P2a,把结加热到和P功率下相同的结温,此温度由零位法电压表v的零平衡指示,记录基准点温度T2d1,按公式(2)计算热阻R也1yc.被测模块的交流接线端T;与T2互换,依照程序b,测试模块内管芯2的热阻R2;d.模块热阻按公式(4)求出4.2瞬态热阻抗(Z(t))4.2.1目的测量模块内管芯的结到基准点之间的瞬态热阻抗4.2.2方法原理施加负载电流并达到热平衡后,记录模块内管芯的耗散功率。切断负载电流,作为时间的函数,同时记录基准电流下的热敏电压和基准点温度。用相同基准电流得到的校准曲线,确定作为时间函数的等效结温。4.2.3原理电路(见图8、图9)和要求4.2.4测试条件符合4,1.5条。4.2.5测量程序425.1臂对模块a.用外部加热的方法,改变模块的温度,按附录A作出等效结温与基准电流I2下二管芯的热敏电压的函数曲线,即热敏斜率;b,被测模块紧固在可调温度的加热器具上,热偶固定于基准点,对被测模块的二管芯施加负载电流I1,在其二管芯的结中产生耗散功率P,并建立热平衡;c.断开开关S,切断I1,作为降温过程时间函数的热敏电压(I2产生的),用记录仪器PS记录;在降温期间,同时记录相应的基准点温度;d.用校准曲线把记录的热敏电压一时间曲线变换成等效结温一时间曲线,按公式(5)计算瞬态热JB/T76252-1994阻抗乙,并描绘曲线;ref《(5)式中:Tn!t、Tm)一当开关S断开(t=0)时的等效结温和基准点温度,C;Tat、Tmrr,-在时间t时的等效结温和基准氖温度,℃。I1P图8瞬态热抗测试电路(臂对)RISEP图9瞬态热阴抗测试电路(反并联臂对)I-流源G,提供的在被测模块内管芯的结中产生耗散功率的负载电流,直流电流或正弦半波电流均可;l:恒流源G2提供的直流基准电流(热敏电流);1维持通态的触发枣流;S—切断负载电流1的开关W—一指示由负载电流I1在被测祺块内管芯的结中产生耗散功率的瓦特表;FS——记录仪器,记录热敏电压与时间的关系。4.2.5.2反并联臂对模块8.用外部加热的方法,改变模块的温度,引用GB4024的附录A,作出等效结温与基准电流2下管芯1的热敏电压的函数曲线,即热敏斜率;b.被测模块紧固在可调温皮的加热器具上,热偶固定于基准点,对被测模块内管芯1施加负载电流I,在其结中产生耗散功率P,并建立热平衡e.符合4.2.5,1c条d.符合4.2.5.1d条;,被测模墺的交流接线端T:与T互换,依照程序ε,测量管芯2的热敏斜率f.同b,及条,测量管芯2的Z1(t);g·用d.及￡的结果,按公式(冫计算不同t下榿块的瞬态热阻抗,并描绘曲线JB/T76252-19945额定倞(极豭笪〉裣验5.1断态不重复峰信电压(VsM)1.1日的在規定条件下,检验模块的断态不重复峰值电压额定值(对反并联臂对模块而言,“断态”系指管芯的门极均处于开路)。5.2原理电路(见图10、图11)和要求本&r图10断态不熏复峰值电压测试电路(臂对)R图11断态不重复峰值电压测试电路(反并联臂对)D,——提供半波电压的二极管;R1、R:—保护电阻器S-一在D1正向导通的半周期内,对E蔥加断态电压的机电开关或电子开关(导通角近似180°)V—蜂值读电压表;A、G,用子验证模块是否转折并处于通态,亦可采用示波器5.k.3测试条件.结温:25℃和最高结温Tb.门镢偏置条件:门极断路或另有规定;c,半周期脉冲的持续时间:近似10ms,另有熳定时,可为8.3、1或0.1xs;d重复擷率:不大于5I【x注:重复颜率应使得一↑脉冲的热效应在下一个脉冲来临之前即已完全消失e.试验电压;断态不重复鲦值电压(VnsM)5.,4测试程序5.1.东.1臂对模驶;JB/T76252-1994交流电源电压设定为零;b.断开开关S,使交流电源电压上升至断态不重复峰值电压的规定值;c.在断态半周期间闭合开关S,对两只管芯分别施加规定的断态不重复峰值电压;d.试验后,按3.1测量每只管芯的断态重复峰值电流,如均满足严品标准的规定值,则断态不露复峰值电压额定值得到确认。5.1.4.2反并联臂对镆块:交流电源电压设定为零b.断开开关S,使交流电源电压上升至断态不重复峰值电压的规定值;C.在接线端T1为正极性期间闭合开关S,对模块施加规定的断态不重复峰值电压;d.试验后,按3.1测量断态重复峰值电流;e.被试模块的交流接线端T与T:互换后,再依照程序a,及b,在接线端T:为正极性期间闭合开关S,对模块再次施加规定的断态不重复峰值电压;f.同d条;g.如果所测量的断态重复峰值电流都满足产品标准的规定值,则模块的断态不重复峰值电压额定值得到确认。5.2反向不重复峰值电压(vM)(仅用于臂对)5.2.1目的在规定条件下,检验模块内每只管芯的反向不重复峰值电压额定值、5.2.2原理电路(见图12)和要求RS图12反向不重复峰值电压测试电路D-—-提供负半周电压的二极管,便得只试验被试模块内管芯的反向特性s—实现对E施加反向半周电压的机电开关或电子开关(导通角近似180°)R—保护电阻器V—峰值读数电压表;5.2.3测试条件:a,结温;25℃和最高结温Timb.门极偏置条件:门极断路或另有规定;c.半周期脉冲的持续时间:近似10ms,另有规定时,可为8.3、1或0.1msd.重复频率;不大于5Hz注:重复频率应使得一个脉冲的热效应在下一个脉冲米临之前即已完全消失e.试验电压:反向不重复峰值电压(Vks)。52.4测试程序:盘.交流电源电压设定为零;b.断开开关S,使交流电源电压上升到反向不重复峰值电压的规定值;JB/T76252-1994按规定循环次数重复上述过程。试验后,按产品标准规定的检验项目对模块内管芯逐只测量,如均满足其规定偉·则认为被试模块通过了本项试验。JB/T76252-1994附录A热敏斜率测试方法(补充件)A1概述熱敏斜率测试又称淼敏校准曲线试验。本试验是进行结温、热阻、鼹态热阻抗等测试的基础试验。试验时通过二管芯的热敏电流()又称热敏基准电流或测量电流,热敏电流在二管芯两端的电压降称热敏电压(V)。A2原理电路及求A2.I热敏斜率测试的原理电路如图A1(臂对)。反并联臂对的原理电路引用GB4024的附录A。图A1A2.2直流稳沉电源G应能输岀足够大的电流,以保证被测模块的管芯完全导通;其纹波因数不大于0.5%,以保证测量过程中热敏电流稳定。A2.3测量热敏电压的导线应直接连至被瀏模块的相应测试点位置,以消除导线及接触的压降A24脉冲电源G应产生近似等于被测模块内管芯额定通太平均电流值、持续时间为一个工频正弦半波至几个半波的脉冲电流,以促使被测模块的管芯完全开通。A2.5测量热敏电压的直流毫伏表应尽可能采用读数精度高的仪表,如数字电压表或精度0.5级量程为1伏或2伏的直流电压表。A2.6可调恒温箱(槽)的温度应均匀和稳定(控制温度±1℃)。模块从箱或槽的引出线应尽可能短,线的粗细应与热敏电流的大小相适,模块各引线端的接触在高温下也应良好。A3测试条件A3.1热敏电流值的选取应能忽略附加结温和避免热敏曲线上出现不连续点。注:热敏电流值可取额定通态平均电說的1%~10%,热敏电流偏小时,热敏曲线将为折线或出现不遑续点(见图A2)11JB/T76252-1994Ir值适当lr值偏小图A2A32测试温度范围为室温至额定结温之间,一般取5个温度测试点,最少取3点A3.3如求平均热敏斜率,被瀏摸块不得少于10只。A3.4模块不带散热器测试。A4测量程序A4.1被测模块紧固在恒温箱(槽)的器具上,按图A1引出导通热敏电流和测量热敏电压的导线,恒温箱保持室温。λ4.2模块的二只管芯通以热敏电流I,记录热敏电压和对应的被测模块温度(室温)。各被测模块重复这一步骤,测出各模块第一点温度与热敏电压的关系。A4.3恒温箱通电升温(一般升20℃左右),当温度稳定,即外部温度计或热偶的指示能代表被测模块内管芯的结温时,通以热敏电流I,分别测出各被测模块第二点温度的热敏电压,并同时记录这点温度值A∴4重复A4.3程序,测出第3、第4、第5等更高温度点时各被测模块二管芯的热敏电压A4.5在坐标纸上描出Vr=f(T)曲线即为热敏斜率曲线(直线),取直线上任意两点按公式(A1)计算热敏斜率式中:Vn—对应于温度为T1时的热敏电压,mV;Vn—对应于温度为T2时的热敏电压,mVM一热敏斜率,mV/℃。附加说明本标准由机械工业部西安电力电子技术研究所提出并归口本标准由机械工业部西安电力电子技术研究所负责起草。本标准主要起草人李竞莹、时俭新中华人民共和国机械行业标准晶闸管模块测试方法臂对和反并联臂对JBT7625.2-1994机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷(北京首体南路2号邮编开本880×12301/16印张X/X字数XXX,XXXXX年XX月第X版19XX年XX月第X印刷印数1XXX定价 XXXXX元编号 XX. 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